DE1262491B

DE1262491B - Burner device for heating tower-like regenerative gas or wind heaters

Info

Publication number: DE1262491B
Application number: DEK46007A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Goeke; Dr-Ing Erich E Hofmann
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1962-02-27
Filing date: 1962-02-27
Publication date: 1968-03-07
Also published as: AT242277B; GB1030431A; US3219096A

Description

Brennereinrichtung zur Beheizung turmartiger Regenerativ-Gas- oder Winderhitzer Die Erfindung betrifft eine Brennereinrichtung zur Beheizung turmartiger Regenerativ-Gas- oder Winderhitzer.Burner device for heating tower-like regenerative gas or Wind heater The invention relates to a burner device for heating tower-like Regenerative gas or wind heater.

Es ist eine Brennereinrichtung bekannt, die eine Vielzahl von der Sohle des Brennschachts sich senkrecht aufwärts erstreckende, parallele Strömungskanäle einschließende Trennwände aus feuerfestem Werkstoff aufweist, wobei jeweils in der Längsebene aufeinanderfolgende Strömungskanäle mit der Gas-bzw. Luftzufuhr abwechselnd verbunden sind. Oberhalb der Mündung der luftführenden Strömungskänäle sind sich nach unten konisch verjüngende Längsstege im Abstand zueinander angeordnet, deren Firste in die Mittelebenen der liftführenden Strömungskanäle weisen. Schließlich sind in -den Strömungskanälen noch Querwände vorgesehen, die unterhalb der Längsstege und senkrecht zu den Trennwänden verlaufen.There is a burner device known, the a variety of the Bottom of the combustion shaft, parallel flow channels extending vertically upwards enclosing partitions made of refractory material, each in the In the longitudinal plane successive flow channels with the gas or. Alternating air supply are connected. Above the mouth of the air-carrying flow channels are downwardly tapering longitudinal webs arranged at a distance from one another, whose Ridges point into the middle planes of the flow channels leading to the lift. In the end Transverse walls are also provided in the flow channels, which are below the longitudinal webs and run perpendicular to the partitions.

Obwohl die bekannte Einrichtung eine bessere Verbrennung im Brennschacht ermöglichte, als dies bei den sonst üblichen Brennereinrichtungen der Fall war, zeigt sich doch, daß eine völlig gleichmäßige Verbrennung über den ganzen Schachtquerschnitt auch hier nicht mit Sicherheit gewährleistet war. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß einmal die getroffenen Maßnahmen nicht ausreichten, um eine gleichmäßige Verteilung der Verbrennungsmedien Gas und Luft über die gesamte Länge der durch die Längsstege gebildeten Schlitze zu bewirken, zum anderen die Vermischung von Gas und Luft auch durch die Anordnung der über den luftführenden Strömungskanälen liegenden - Längsstege offenbar nicht intensiv genug war.Although the well-known device has a better combustion in the combustion shaft made possible than was the case with the otherwise usual burner equipment, it turns out that a completely even combustion over the entire shaft cross-section here, too, was not guaranteed with certainty. The reason for this can be seen in that once the measures taken were not sufficient to ensure an even distribution the combustion media gas and air over the entire length of the through the longitudinal webs to effect formed slots, on the other hand, the mixing of gas and air as well due to the arrangement of the longitudinal webs located above the air-carrying flow channels apparently wasn't intense enough.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Brennereinrichtung zu schaffen, die zuverlässig eine über den ganzen Brennschachtquerschnitt gleichmäßige Verteilung und Vermischung der Verbrennungsmedien gestattet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsstege aufeinanderfolgend jeweils einem gas- bzw. luftführenden Strömungskanal zugeordnet und die Querwände im Bereich der Längsstege angeordnet sind.The invention has therefore set itself the task of providing a burner device to create reliably a uniform over the entire combustion shaft cross-section Distribution and mixing of the combustion media permitted. This task will according to the invention achieved in that the longitudinal webs successively each one assigned gas or air-carrying flow channel and the transverse walls in the area of the Longitudinal webs are arranged.

Bei der vorgeschlagenen Brennereinrichtung sind Längsstege also nicht nur oberhalb der luftführenden, sondern auch oberhalb -der gasführenden Strömungskanäle angeordnet. Dies hat zur Folge, daß jeder Luft- und auch Gasstrom aufgeteilt wird, wobei die zugehörigen Luft- und Gasteilströme unter dem durch die Ausbildung der Längsstege gegebenen Winkel gegeneinander geleitet werden und damit eine Durchmischung erfahren, die, wie es sich gezeigt hat, weitaus intensiver ist als bei der bekannten Einrichtung. Darüber hinaus verdoppelt sich die Anzahl der Austrittsstellen für das Gas-Luft-Gemisch, senkrecht zur Richtung der Längsstege betrachtet. Die Maßnahme schließlich, die Querwände im Bereich der Längsstege, also in praktisch gleicher Höhenlage der Oberkanten anzuordnen, beseitigt die bisher üblichen und mit Nachteilen behafteten Längsschlitze und schafft statt dessen eine Vielzahl von Mischdüsen, die im wesentlichen den gesamten Querschnitt des Brennschachtes dicht aneinandergrenzend ausfüllen.In the proposed burner device, there are no longitudinal webs only above the air-carrying, but also above-the gas-carrying flow channels arranged. As a result, every air and gas flow is split up, the associated air and gas partial flows under the formation of the Longitudinal webs given angles are directed against each other and thus a mixing experience, which, as it has been shown, is far more intense than with the known Furnishings. In addition, the number of exit points for the gas-air mixture, viewed perpendicular to the direction of the longitudinal webs. The measure Finally, the transverse walls in the area of the longitudinal webs, i.e. practically the same Arranging the height of the upper edges eliminates the previously usual and with disadvantages afflicted longitudinal slots and instead creates a multitude of mixing nozzles, which essentially adjoin one another closely over the entire cross section of the firing shaft to complete.

Diese Vielzahl von Mischdüsen, in denen in jeder für sich eine Vermischung der Verbrennungsmedien dadurch erfolgt, daß sie innerhalb ihrer Begrenzungswände in eine wirbelnde Mischbewegung gebracht werden, wirken als Verteiler für die Verbrennungsmedien derart, daß sie auf der ganzen Länge der Zwischenräume zwischen den Längsstegen praktisch gleichmäßig in die Mischdüsen eintreten, so daß ein einseitiger Austritt aus den Zwischenräumen vermieden wird.This multitude of mixing nozzles in which each of them is mixed the combustion media takes place in that they are within their boundary walls are brought into a whirling mixing movement, act as a distributor for the combustion media such that they are along the entire length of the spaces between the longitudinal webs enter the mixing nozzles practically evenly, so that a one-sided exit from the interstices is avoided.

Die Mischdüsen können auswechselbar ausgebildet sein und aus einzelnen, aufsetzbaren Düsensteinen bestehen, die einen rechtwinkligen oder kreisrunden freien Querschnitt haben können. Dadurch hat man es in der Hand, bei größerem Brennschachtquerschnitt die Düsenquerschnitte entsprechend zu kalibrieren und damit die Verteilerwirkung noch weiter zu verbessern oder gegebenenfalls einen Austausch von Düsen bei Leistungsänderung, Wechsel in der Heizmittelart oder auch bei Verlegung des Querschnittes von Düsen vorzunehmen.The mixing nozzles can be designed to be interchangeable and consist of individual, There are attachable nozzle stones that have a right-angled or circular free Can have cross-section. This means that you have it in your hand, with a larger combustion shaft cross-section to calibrate the nozzle cross-sections accordingly and thus the distribution effect to improve even further or, if necessary, to replace nozzles in the event of a change in performance, Change in the type of heating medium or when relocating the cross-section of nozzles to undertake.

Eine solche Möglichkeit ist aber auch bei nur aus Längsstegen und Querwänden bestehenden Düsen dadurch gegeben, daß die Längsstege ganz oder unterteilt und/oder die Querwände auswechselbar angeordnet sind. Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennereinrichtung im unteren Teil eines Brennschachtes nach Linie 1-I der F i g. 2, F i g. 2 einen Längsschnitt nach Linie II-11 der F i g. 1, F i g. 3 eine Draufsicht auf die Brennereinrichtung, F i g. 4 einen senkrechten Schnitt entsprechend der F i g. 2 durch eine andere Ausführungsform, F i g. 5 einen senkrechten Ausschnitt entsprechend F i g. 1 mit aufsetzbaren Düsensteinen und F i g. 6 eine Draufsicht auf die Düsensteine nach Fig. 5.Such a possibility is also only made of longitudinal webs and Cross walls existing nozzles given that the longitudinal webs whole or subdivided and / or the transverse walls are arranged to be exchangeable. The invention is illustrated in the drawings, for example. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section by a burner device in the lower part of a combustion shaft according to line 1-I the F i g. 2, fig. 2 shows a longitudinal section along line II-11 of FIG. 1, Fig. 3 shows a plan view of the burner device, FIG. 4 a vertical section according to FIG. 2 by another embodiment, FIG. 5 a vertical Section according to FIG. 1 with attachable nozzle stones and F i g. 6 one Top view of the nozzle stones according to FIG. 5.

Bei den dargestellten Ausführungsformen handelt es sich um eine Brennereinrichtung für einen innerhalb des turmartigen Erhitzers angeordneten Brennschacht. Die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise durchführbar bei Erhitzern, bei denen der Brennschacht außerhalb liegt und mit der Kuppel des Erhitzers verbunden ist.The embodiments shown are a burner device for a combustion shaft arranged inside the tower-like heater. The invention however, it can be carried out in the same way with heaters in which the combustion shaft outside and connected to the dome of the heater.

In den Zeichnungen ist das Erhitzermauerwerk 1 nur so weit dargestellt, als es die Begrenzung des Brennschachtes 2 bildet. Der im Querschnitt oval ausgebildete Brennschacht wird auf der anderen Seite von einer senkrechten Wand 3 abgeschlossen. Gas wird der Brennereinrichtung durch eine das Schachtmauerwerk durchsetzende Öffnung 4 und Luft durch eine Öffnung 5 zugeführt. Das Gas gelangt in einen in der einen Hälfte des Brennschachtes angeordneten Verteilraum 6, die Luft in einen in der anderen Hälfte des Brennschachtes angeordneten Verteilraum 7.In the drawings, the heater masonry 1 is shown only so far, than it forms the boundary of the firing shaft 2. The oval cross-section Burning shaft is closed on the other side by a vertical wall 3. Gas is supplied to the burner device through an opening penetrating the shaft masonry 4 and air supplied through an opening 5. The gas enters one in one Half of the combustion shaft arranged distribution space 6, the air in one in the other Distribution chamber 7 located half of the combustion shaft.

Oberhalb der Verteilräume 6, 7 sind im Brennschacht 2 parallele Trennwände 8 angeordnet, die auf der ganzen Länge des ovalen Brennschachtquerschnittes durchlaufen und von denen je zwei Trennwände von schrägen Stützwänden 9 abgestützt werden. Die durch die Trennwände 8 gebildeten Strömungskanäle 10 sind mit dem Gasverteilraum 6 verbunden, während die daneben liegenden Strömungskanäle 11 mit dem Luftverteilraum 7 verbunden sind. In die Strömungskanäle 10, 11 ragen oberhalb aus feuerfestem Baustoff bestehende Längsstege 12 von kurzer Höhe hinein, die ebenso wie die oberen Kanten der Trennwände 8 keilförmig ausgebildet sind, so daß die aus den Strömungskanälen 10, 11 aufsteigenden Verbrennungsmittel Gas und Luft in die freien Räume zwischen den Längsstegen 12 gelangen. Diese freien Zwischenräume sind durch Querwände 14 weiterhin so unterteilt, daß Mischdüsen 13 gebildet werden. Gas und Luft werden somit in diese Mischdüsen 13 gelenkt, wo sie sich an den im Querschnitt rechtwinkligen Wänden stoßen und miteinander vermischt austreten, so daß eine praktisch gleichmäßige Flammenbildung auf dem ganzen unteren Schachtquerschnitt erfolgt. Die Mischdüsen 13 üben somit eine Verteilerwirkung auf die aufsteigenden Verbrennungsmedien aus. Diese Verteilerwirkung kann noch durch in den Zwischenräumen 10, 11 angeordnete Querstäbe 15 erhöht werden. Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform sind die Verteilerräume 6, 7 für Gas und Luft durch eine senkrechte Wand 9 a voneinander getrennt. Der Luftverteilraum 7 steht somit mit einem in jedem Zwischenraum 11 angeordneten, waagerechten Verteilkanal 11 a in Verbindung, von dem aus die Verbrennungsluft in die durch die kurzen Querwände 14 a gebildeten Mischdüsen 13 a gelangt. In entsprechender Weise gelangt das Gas aus dem Verteilraum 6 in die Mischdüsen 13 a durch die in F i g. 4 nicht erkennbaren Zwischenräume 10. Durch unterhalb der Zwischenräume angeordnete Trennwände 16 werden Gas und Luft in senkrechter Richtung aufwärts geführt.Above the distribution spaces 6, 7 parallel partition walls 8 are arranged in the combustion shaft 2, which run through the entire length of the oval combustion shaft cross-section and of which two partition walls are supported by inclined support walls 9. The flow channels 10 formed by the partition walls 8 are connected to the gas distribution space 6, while the adjacent flow channels 11 are connected to the air distribution space 7. Longitudinal webs 12 made of refractory building material protrude into the flow channels 10, 11 of a short height, which, like the upper edges of the partition walls 8, are wedge-shaped so that the combustion agents gas and air rising from the flow channels 10, 11 into the free spaces get between the longitudinal webs 12. These free spaces are further subdivided by transverse walls 14 so that mixing nozzles 13 are formed. Gas and air are thus directed into these mixing nozzles 13, where they meet the walls with a right-angled cross-section and emerge mixed with one another, so that a practically uniform flame formation takes place over the entire lower shaft cross-section. The mixing nozzles 13 thus exert a distributing effect on the rising combustion media. This distribution effect can be further increased by transverse rods 15 arranged in the spaces 10, 11. In the case of the in FIG. 4, the distribution spaces 6, 7 for gas and air are separated from one another by a vertical wall 9 a. The air distribution space 7 is thus in connection with a horizontal distribution channel 11 a arranged in each intermediate space 11, from which the combustion air reaches the mixing nozzles 13 a formed by the short transverse walls 14 a. In a corresponding manner, the gas passes from the distribution space 6 into the mixing nozzles 13 a through the channels shown in FIG. 4 undetectable intermediate spaces 10. Gas and air are guided upward in a vertical direction through partition walls 16 arranged below the intermediate spaces.

In den F i g. 5 und 6 sind auf die Trennwände 8 aufsetzbare Düsensteine 17 dargestellt, die außen im Querschnitt rechtwinklig ausgebildet sind und mit einer Mischdüsenöffnung 13 b kreisrunden Querschnittes, gegebenenfalls mit Drallzügen, versehen sind. Die Düsensteine sind zwecks Änderung des freien Querschnittes, etwa bei Leistungsänderung oder Übergang auf eine andere Brennstoffart, beispielsweise von Schwachgas auf Starkgas, oder bei Verlegung des Durchgangs leicht auswechselbar.In the F i g. 5 and 6 are nozzle stones that can be placed on the partition walls 8 17 shown, which are formed at right angles on the outside in cross section and with a Mixing nozzle opening 13 b of circular cross-section, if necessary with swirls, are provided. The nozzle stones are to change the free cross-section, for example when changing power or switching to a different type of fuel, for example from lean gas to high gas, or easily exchangeable if the passage is relocated.

Es ist auch möglich, die Längsstege 12 oder die Querwände 14 entsprechend der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 4 auswechselbar anzuordnen. Die Längsstege 12 sind dabei vorzugsweise quer unterteilt, wie durch die Linien 19 in F i g. 3 angedeutet.It is also possible to use the longitudinal webs 12 or the transverse walls 14 accordingly the embodiment according to FIGS. 1 to 4 to be arranged interchangeably. The longitudinal bars 12 are preferably divided transversely, as indicated by the lines 19 in FIG. 3 indicated.

Eine Änderung der Düsenquerschnitte kann aber auch durch Einhängesteine od. dgl. vorgenommen werden.However, a change in the nozzle cross-section can also be caused by hanging stones or the like. Be made.

Claims

Claim: Burner device for heating tower-like regenerative gas or wind heaters made of a multiplicity of dividing walls made of refractory material that extend vertically upwards from the bottom of the combustion shaft and enclosing parallel flow channels, whereby flow channels following one another in the longitudinal plane are alternately connected to the gas or air supply and above the mouth of these flow channels conical downwardly tapering, mixing nozzles forming longitudinal webs are arranged at a distance from one another, the roofs of which point into the central planes of the flow channels, and the flow channels have transverse walls running perpendicular to the partition walls at a distance from one another, characterized in that the longitudinal webs (12) are each assigned successively to a gas or air-carrying flow channel (10, 11) and the transverse walls (14) are arranged in the region of the longitudinal webs (12). Considered publications: German Patent Specifications No. 667 985, 711605; U.S. Patent No. 1691913.